La ingeniería química es una disciplina que se desarrolló a partir de quienes practicaban la "química industrial" a fines del siglo XIX. Antes de la Revolución Industrial (siglo XVIII), los productos químicos industriales y otros productos de consumo como el jabón se producían principalmente mediante el procesamiento por lotes . El procesamiento por lotes requiere mucha mano de obra y las personas mezclan cantidades predeterminadas de ingredientes en un recipiente, calientan, enfrían o presurizan la mezcla durante un período de tiempo predeterminado. Luego, el producto puede aislarse, purificarse y probarse para lograr un producto comercializable. Los procesos por lotes aún se realizan hoy en día en productos de mayor valor, como intermediarios farmacéuticos, productos especiales y formulados como perfumes y pinturas, o en la fabricación de alimentos como jarabes de arce puros, donde aún se pueden obtener ganancias a pesar de que los métodos por lotes son más lentos e ineficientes en términos de uso de mano de obra y equipo. Debido a la aplicación de técnicas de ingeniería química durante el desarrollo del proceso de fabricación,ahora se producen productos químicos de mayor volumen a través de procesos químicos continuos de "cadena de montaje". La Revolución Industrial fue cuando comenzó a producirse un cambio del procesamiento por lotes al procesamiento más continuo. En la actualidad, los productos químicos básicos y petroquímicos se fabrican predominantemente mediante procesos de fabricación continuos, mientras que los productos químicos especializados , los productos químicos finos y los productos farmacéuticos se fabrican mediante procesos por lotes.
La Revolución Industrial condujo a una escalada sin precedentes en la demanda, tanto en cuanto a cantidad como a calidad, de productos químicos a granel como el carbonato de sodio . [1] Esto significó dos cosas: una, el tamaño de la actividad y la eficiencia de la operación tenían que ampliarse, y dos, tenían que examinarse alternativas serias al procesamiento por lotes, como la operación continua.
La química industrial se practicaba en el siglo XIX y su estudio en las universidades británicas comenzó con la publicación por Friedrich Ludwig Knapp , Edmund Ronalds y Thomas Richardson del importante libro Chemical Technology en 1848. [2] En la década de 1880, los elementos de ingeniería necesarios para controlar los procesos químicos se reconocían como una actividad profesional distinta. La ingeniería química se estableció por primera vez como profesión en el Reino Unido después de que George E. Davis impartiera el primer curso de ingeniería química en la Universidad de Manchester en 1887 en forma de doce conferencias que cubrían varios aspectos de la práctica química industrial. [3] Como consecuencia, George E. Davis es considerado el primer ingeniero químico del mundo. Hoy en día, la ingeniería química es una profesión muy valorada. Los ingenieros químicos con experiencia pueden convertirse en ingenieros profesionales autorizados en los Estados Unidos, con la ayuda de la Sociedad Nacional de Ingenieros Profesionales , u obtener el estado de ingeniero químico "autorizado" a través de la Institución de Ingenieros Químicos con sede en el Reino Unido .
En 1880 se hizo el primer intento de formar una Sociedad de Ingenieros Químicos en Londres, que finalmente dio lugar a la formación de la Sociedad de la Industria Química en 1881. En 1908 se fundó el Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE) y en 1922 la Institución Británica de Ingenieros Químicos (IChemE). [4] Ambas tienen ahora un número sustancial de miembros internacionales. Algunos otros países tienen ahora sociedades de ingeniería química o secciones dentro de sociedades químicas o de ingeniería, pero la AIChE, la IChemE y la IiChE siguen siendo las más importantes en número y difusión internacional: ambas están abiertas a profesionales o estudiantes de ingeniería química debidamente cualificados de cualquier parte del mundo.
En el caso de las demás ramas de la ingeniería, ya existían asociaciones claras en la mente del público: ingeniería mecánica significaba máquinas, ingeniería eléctrica significaba circuitos e ingeniería civil significaba estructuras. La ingeniería química pasó a significar producción de sustancias químicas .
A Arthur Dehon Little se le atribuye el enfoque que los ingenieros químicos adoptan hasta el día de hoy: análisis y diseño orientados a procesos en lugar de orientados a productos. El concepto de operaciones unitarias se desarrolló para enfatizar la similitud subyacente entre producciones químicas aparentemente diferentes. Por ejemplo, los principios son los mismos si uno se preocupa por separar el alcohol del agua en un fermentador o por separar la gasolina del diésel en una refinería, siempre que la base de la separación sea la generación de un vapor de una composición diferente a la del líquido. Por lo tanto, dichos procesos de separación se pueden estudiar juntos como una operación unitaria, en este caso llamada destilación .
A principios del siglo pasado, se utilizó un concepto paralelo llamado Procesos Unitarios para clasificar los procesos reactivos. Así, las oxidaciones , reducciones , alquilaciones , etc. formaban procesos unitarios separados y se estudiaban como tales. Esto era natural considerando la estrecha afinidad de la ingeniería química con la química industrial en sus inicios. Sin embargo, gradualmente, el tema de la ingeniería de reacciones químicas ha reemplazado en gran medida el concepto de proceso unitario. Esta materia considera que todo el conjunto de reacciones químicas tiene una personalidad propia, independientemente de las especies químicas particulares o los enlaces químicos involucrados. Esto último contribuye a esta personalidad en gran medida, pero para diseñar y operar reactores químicos, es más importante un conocimiento de características como el comportamiento de la velocidad , la termodinámica , la naturaleza monofásica o multifásica, etc. El surgimiento de la ingeniería de reacciones químicas como disciplina marcó la ruptura del cordón umbilical que conectaba la ingeniería química con la química industrial y consolidó el carácter único de la disciplina.